2014/02/05
經濟部能源局
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撰文／曾君儒 圖片提供／工研院綠能所、經濟部能源局
一提到太陽能發電，你腦中第一個浮現的畫面是什麼樣子？是覆蓋整個屋頂的太陽能板？還是鋪滿整片地表面積的深藍格子呢？現在最新的第3 代太陽電池絕對可以破除過去太陽能板笨重不便的刻板印象。
為了推動太陽光電設置及促進產業發展，在經濟部能源局的大力補助下，工研院成功開發了染料敏化太陽電池模組，並透過１０２年１２月１８日的技術移轉簽約儀式，將日後發展產業的重要工作，交棒由台塑公司繼續進行。
樂勝的染料敏化太陽電池
傳統以矽晶為原料的太陽能板，大部分皆以建築物屋頂或地面型電廠應用為主，重量較重、使用型態與變化性較小；染料敏化太陽電池重量輕、易客製化，可以隨著不同的使用方式，做到各種形狀、顏色與撓曲，生產時不需要昂貴的真空設備與廠房設施，材料成本也相對低廉，更棒的是，它在弱光下（例如室內光源或窗邊光線）也能擁有優異的發電表現，目前雖仍是項較前瞻性的技術，但短期內可由消費性產品的姿態切入市場，值得我們期待。
據統計，目前臺灣每年仍需消耗４千噸的乾電池，染料敏化電池因為擁有低照度下的最佳太陽電池特性，擁有許多可結合的應用端，例如：若與感測器相結合後，應用層面可擴及電力監視、道路監視、智慧住宅、居家保護系統等，將來若是成功導入，將可降低乾電池的使用量，展現對地球更友善的態度、營造更乾淨的環境。
染料敏化電池產品易客製化，且發電時不受角度與溫度的影響，對市場而言，無異是增加了無限可能的發展空間。想想看，汽車的天窗、電腦的鍵盤甚至是手機面板，各種消費性產品都可以參與其中；就更別說在建材上的應用了，建築物的窗戶甚至是屋內隔間牆，都能依照客人的個別需求，設計出兼顧美觀與發電的產品。
核心技術大透視，原理一點也不難
究竟這神奇的染料敏化電池是什麼原理呢？「其實並沒有很複雜啦！」工研院林福銘組長大方的秀出解說圖，簡單來說，當太陽光照到由光敏染料包覆著的電池粉體，藉由奈米TiO2 傳到工作電極上，並依序傳導至對電極、電解液，最後再回到染料，形成一個迴路。
經過研發團隊的努力，染料敏化太陽電池從核心技術到整套生產系統都已發展成熟，從樣品至模組的放大成功率已高達９成，經過批量加速劣化測試，產品室內壽命已達６年以上，擁有穩定與耐久的特性，為日後即將量產的商品奠定了良好基礎。
讓我們搶先走在發光發熱的道路上
而承接後續發展重任的台塑公司，也提出了他們對這項產品的幾點評估，首先，他們認為染料敏化太陽電池並非半導體，而是一種化學太陽電池，與台塑自身化工本業相近；再來，它的製程節能、由上游至下游均可技術自主，無須仰賴國 外支援，短期內可與消費性電子產業結合，相當具有競爭優勢。若由台塑規畫量產，將可在各方面得以整合並發揮綜效，建立國內最完善的平臺，加速實現商業化的目標。台塑近年積極評估發展綠能產業，對於此次投入的研發生產，他們樂觀預測，待４年後完成試量產線，將可帶動國內相關產業發展，並擁有300 億元以上的產值。
透過這次工研院與台塑公司技術轉移簽約儀式，不難看出政府對太陽能產業的重視程度，經濟部能源局局長王運銘開心地表示，透過開發具市場利基的領先、前瞻、差異化技術，將能達到提升國內模組的品質與效率，增強本土太陽光電業者的國際競爭力，進而擴大海外的市場版圖。
臺灣太陽光電產業發光發熱的日子似乎已指日可待，就讓我們好好期待以後每一個太陽升起的日子，畢竟，溫暖的陽光不只喚醒了沉睡大地，也開啟了未來時代的無限可能。
關鍵字：染料敏化電池,綠能產業,太陽光電